专利名称：用于制造环境中的产品随机化和分析的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及制造执行系统，更具体地说，涉及用于在制造环境 中使用处理顺序变量来实现产品随机化和分析的方法、系统和计算机程序产品。
背景技术：
在制造环境中，产品在通过工艺线时被分组成批次。例如，在半导体制造工厂中，载体将300毫米晶片传输到工艺线中的每个工艺设备。每个 批次可以被容纳在前开式晶片盒(front-opening unified pod， FOUP)中， 并且晶片在FOUP内具有固定的槽位。在处理过程中，出现导致位于特定 槽位的晶片成品率变化的情况是很常见的。 一个实例涉及两腔(chamber) 式工具。如果笫一腔出现故障，则奇数槽中的晶片的成品率往往低于偶数 槽中的晶片的成品率。如果不使用随机化工具，则从工艺线开始到结束的 槽位保持不变。因此，槽位与工具腔的自动相关使得很难(如果不是不可 能)区分工艺线中的许多多腔式工具以1更检测出现故障的腔。一种当前的随机化方法是使用映射器来物理地随机化或搅乱工艺线中 给定点处的FOUP中的晶片。通过此方式，可以将槽信号的原因确定为在 工艺线中的两个随机化步骤(取决于随机化的频率)之间。但是，此方法 并非没有缺点。例如，物理随机化技术增加了总体处理时间(即，搅乱晶 片所需的时间)，同时还增加了生产成本(例如，购买、安装和维护映射 器的额外成本)。此外，使用物理随机化很可能会导致难以区分晶片处理 事件。另 一种当前的随机化方法是通过在处理工具处以随机顺序处理晶片来 逻辑地随机化晶片。传统的逻辑随机化技术的缺点包括无法区分晶片位置与处理顺序对处理的影响，以及无法在执行槽模式分析中使用槽位。 因此，需要一种克服上述缺点的提供随机化和分析的方法。发明内容本发明的实施例包括一种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的 方法。所述方法包括使用在多个批次中选择每个产品的随机化技术，在工艺设备处处理所述批次的产品。所述方法还包括为工艺配方(process recipe)中的每个操作生成操作标识记录，所述生成包括针对每个操作将 与随机选择的产品关联的槽标识符映射到处理变量标识符、处理工具以及 所述操作。所述方法还包括使用槽标识符为产品栽体定义槽分组以及通过 分析每个所述槽分组的历史成品率来确定产品成品率模式。所述方法还包 括通过从与所述多个批次对应的所述操作标识记录分析产品成品率，来确 定所述工艺配方中每个操作的 一个或多个产品成品率模式的出现频率。其他实施例包括一种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的系 统。所述系统包括主机系统和在所述主机系统上执行的产品随机化应用。 所述产品随机化应用实现一种方法。所述方法包括使用在多个批次中选择 每个产品的随机化技术，在工艺设备处处理所述批次的产品。所述方法还 包括为工艺配方中的每个操作生成操作标识记录，所述生成包括针对每个 操作将与随机选择的产品关联的槽标识符映射到处理变量标识符、处理工 具以及所述操作。所述方法还包括使用槽标识符为产品载体定义槽分组以 及通过分析每个所述槽分组的历史成品率来确定产品成品率模式。所述方 法还包括通过从与所述多个批次对应的所述操作标识记录分析产品成品 率，来确定所述工艺配方中每个^Mt的一个或多个产品成品率模式的出现 频率。进一步的实施例包括一种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的 计算机程序产品。所述计算机程序产品包括用于使计算机实现方法的指令。 所述方法包括使用在多个批次中选择每个产品的随机化技术，在工艺设备 处处理所述批次的产品。所述方法还包括为工艺配方中的每个操作生成操作标识记录，所述生成包括针对每个操作将与随机选择的产品关联的槽标 识符映射到处理变量标识符、处理工具以及所述操作。所述方法还包括4吏 用槽标识符为产品载体定义槽分组以及通过分析每个所述槽分组的历史成 品率来确定产品成品率模式。所述方法还包括通过从与所述多个批次对应的所述操作标识记录分析产品成品率，来确定所述工艺配方中每个操作的 一个或多个产品成品率模式的出现频率。当查看以下附图和详细描述时，才艮据所述实施例的其他系统、方法和/ 或计算机程序产品对本领域的技术人员将是或将变得显而易见。所有这些 其他系统、方法和/或计算机程序产品都旨在包括在此描述中、处于本发明 的范围之内，并由所附的权利要求来保护。
在说明书结尾处的权利要求书中具体指出并明确要求保护了视为本发明的主题。从以下结合附图的详细i兌明，本发明的上述和其他目标、特性 和优点是显而易见的，这些附图是图1是根据示例性实施例的其中可以实现产品随机化和分析的系统的 一部分；图2是描述示例性实施例中的实现产品随机化和分析的过程的流程图；图3A-3C是示出了示例性实施例中定义以供产品随机化和分析功能使用的槽模式的示意图；图4示出了由示例性实施例中的产品随机化和分析功能创建和使用的 ^作标识记录；以及图5是示出了示例性实施例中的按操作的产品成品率模式的模式汇总图。详细说明通过参考附图以实例的方式说明了本发明的优选实施例以及 优点和特性。
具体实施方式
根据示例性实施例，提供了用于实现产品随机化和分析功能的方法、 系统和计算机程序产品。产品随机化和分析功能通过针对载体槽标识符 (id )定义槽模式以及使用这些定义实现处理变量槽标识符分析来实现。对于分析，纟艮据处理变量槽id将物理槽标识符分成组，而所述处理变量槽 id又根据产品的处理顺序(当使用逻辑随机化技术时)以及载体槽id (当 使用物理随机化技术时)指定。可以使用统计模型(例如，ANOVA)检 查各个组之间的4壬何统计上显著的差异。将与确定为明显不同于其他组的 组关联的批次标记为具有特定模式。可以图形地显示分析结果以便于确定 和解决影响工艺、工具、产品或栽体的问题。在此描述的产品随机化和分析功能涉及半导体制造环境，在所述环境 中，根据工艺计划或配方通过前开式晶片盒(FOUP)将产品晶片传输到 各种工艺设备(包括工具和工具腔)。但是，要理解的是，示例性实施例 中描述的原理可以通过少许修改或不进行任何修改而应用于其他制造环 境。现在转到图1，将描述根据示例性实施例的其中可以实现产品随机化 和分析功能的系统的一部分。图1的系统包括通过一个或多个网络108与 制造设备104、 106通信的主机系统102。在示例性实施例中，主机系统102 由采用企业标准(例如SEMI⑧，或美国半导体交易组织@，总部设在加利 福尼亚州的圣何塞)的制造企业实现。主机系统102执行企业用于促进图1的制造环境中发生的生产过程的 各种业务应用。主机系统102可以由用于处理图1的制造环境中发生的生 产活动量的具有高性能处理器的计算机实现。主机系统102执行的业务应 用类型可以包括制造执行系统(MES) 112、自动材料处理系统(AMHS) 以及类似类型的软件。AMHS管理图1的制造环境内的材料传输，并与 MES 112连接以接收有关在制造区域的设备上处理材料以及其他功能的操 作和调度信息。主机系统102还执行一个或多个用于实现产品随机化和分析的应用。这些一个或多个应用统称为产品随机化应用114。此外，主机系统102可 以实现一个或多个用于按操作示出模式分析和产品成品率分析结果的图形 工具(未示出)，如在此进一步描述的那样。要理解的是，随机化(例如 逻辑或物理地搅乱产品)可以由单独的应用或设备实现，或者可以与产品 随机化应用114集成。制造设备包括载体104 (在此也称为"传输设备")和工艺设备106。 制造设备可以在一个或多个生产隔间(productbay)中维护，每个生产隔 间都包括处理工具，以及参与或等待工具执行的处理或过程的在制品 (WIP)材料。处理工具可以进一步包括一个或多个工具腔。可用于制造 的材料可以包括物质、部件、组件以及其他通常在制造环境中找到的物品。 例如，在半导体制造环境中，材料(在此也称为"产品，，)可以包括300 毫米晶片。WIP材料指当前正在进行机器处理或在;^凡器(例如处理单元 106)或生产隔间之间传送的那些材料。等待处理的产品可以存储在本地存 储装置(未示出)中。隔间之间/隔间内部的传^Ti殳备(例如载体104)使 得能够分别在生产隔间之间和内部传送WIP材料。每个处理单元106都提供图1的制造环境内的一个或多个位置，在所 述位置处，根据制造计划对WIP材料执行一个或多个指定的制造过程。载 体104可以是机械化的地面车辆，例如自动导向车辆(AGV)或人工导向 车辆(PGV)，或者可以是由单轨支撑的在生产隔间之间和内部传输WIP 材料的高架传输(OHT)设备。虽然为了便于说明，在图1的系统中仅示出了每种类型的一个设备， 但是要理解的是，为了实现示例性实施例的优点，可以采用多个设备(例 如多个载体和处理工具)。网络108可以包括任何类型的通信网络。在优选实施例中，网络108 包括以太网局域网(LAN)。主机系统102与存^i更备110通信。存^i殳备110存储主机系统102 所使用的各种数据。存储设备110可以由主机系统102逻辑地寻址，以便 接收数据请求以及将搜索结果传送到主机系统102。存储设备114中存储的一种类型的lt据是生产数据。生产数据指AMHS根据预定生产操作执行 传输活动时使用的特定信息。例如，生产数据可以包括标识每个栽体、载 体材料、工具标识符等的表。此外，还可以将详细性能度量(例如产品成 品率、周期时间、生产量等)存储为生产数据的一部分。可以使用这些和 其他由SEMI得出的性能度量标准。生产数据还可以包括所使用的制造过 程的处理步骤，包括载体的处理路线、生产隔间内发生的生产活动的状态等。存储设备110还可以存储传输过程作业。传输过程作业可以包括指示 AMHS对选择要移动的候选材料执行指定操作的工作命令或指令。在示例性实施例中，存储设备110还存储已定义的槽模式、操作标识 符记录以及模式汇总。槽模式、操作标识符记录以及汇总通过产品随机化 和分析功能被简化，并在此进一步描述。产品随才几化应用114可以集成到现有MES工具中或者可以作为独立 产品实现。如果作为独立产品实现，则可以4吏用应用编程接口 (API)使 产品随机化应用114能够根据需要与MES 112通信。如上所述，通过针对载体槽标识符(id)定义槽模式以及使用这些定 义实现处理变量槽标识符分析来实现产品随机化和分析功能。对于分析， 才艮据处理变量槽id将物理槽标识符分成组，而所述处理变量槽id又才艮据 产品的处理顺序(当使用逻辑的随机化技术时)以及载体槽id (当使用物 理的随机化技术时)来指定。可以使用统计模型(例如ANOVA)检查各 个组之间的任何统计上的显著差异。将与确定为明显不同于其他组的组关 联的批次标记为具有特定模式。可以图形地显示分析结果以便于确定和解 决影响工艺、工具、产品或载体的问题。这些功能将在此进一步描述。现在转到图2,将描述根据示例性实施例的说明实现产品随机化和分 析功能的过程的流程图。在步骤202，根据规定的处理计划或配方在工艺设备106处处理批次 (每个载体中的全部产品)。在此处理期间，在步骤204为在工艺配方中 执行的每个操作生成操作标识记录。图4中示出了样例操作标识记录。如图4的^作标识记录400中所示，将每个随机选择的产品指定给工 具。在操作标识记录400中，产品随机化应用114向选定产品指定处理变 量标识符。如果使用逻辑的随机化技术，则处理变量标识符对应于选定产 品的处理顺序(即，与批次中的其他产品相比，基于处理产品的顺序)。 如果使用物理的随机化技术，则处理变量标识符对应于选定产品的槽标识 符(例如，两个标识符相同)。在步骤206，将选定产品以及该产品的对 应槽标识符映射到^Mt标识记录400中的处理变量标识符，如图4中所示。 因此，在步骤208，载体中的所有产品都被指定全部存储在操作标识记录 400中的处理变量标识符，而所述记录又对应于在给定工具处执行的单个 操作。在步骤210,定义栽体槽id分组。为了进行说明，下面定义了六个分组。在示例性实施例中，使用与载体关联的槽标识符的连续有序列表来定 义槽分组。通过实例的方式，槽分组定义可以包括以下项中的一个或多个 与产品载体中的笫一个物理槽对应的槽标识符；与产品载体中的最后一个 物理槽对应的槽标识符；前分组和后分组，其中前分组表示与位于产品载 体上半部分的槽对应的槽标识符，而后分组表示与位于产品载体下半部分 的槽对应的槽标识符；奇数分组和偶数分组，其中奇数分组表示产品载体 的奇数编号的槽标识符，而偶数分组表示产品载体的偶数编号的槽标识符； 与连续有序列表中的每个第三个槽标识符对应的每个第三个槽；以及与连 续有序列表中的每个第四个槽标识符对应的每个第四个槽。在步骤212，为在步骤210定义的每个分组分析历史产品成品率。通 过此分析，在步骤214确定产品成品率模式。图3A-3C示出了通过步骤212 的分析产生的三个样例产品成品率模式。例如，如图3B中所示，"高M氐" 模式可以表示两腔式工具中的一个腔出现问题。可以将这些产品成品率模 式存储在存储设备110中。在步骤216,分析所处理批次的^Mt标识记录和产品成品率，以确定 工艺配方中每个INt的已定义模式的出现频率。图5中示出了样例汇总图。图5的汇总图500示出了样例帕雷托图(pareto chart)，其中"y"轴表 示分析的批次数，而"x"轴表示对批次执行的每个操作。图500反映了通 过每个随机化操作为每个单独批次执行的分析的结果，然后将这些结果与 每个已定义的槽模式进行比较。如图5的帕雷托图500中所示，十个批次 具有"仅第一个"模式(即，表示对应于其中槽标识符与产品载体中的第 一个物理槽关联的分组的槽模式)。这些汇总图提供了有用的信息，所述信息可以提供对与处理、工具、 载体等关联的问题的理解。例如，如果针对处理工具确定签名模式，则产 品随机化应用114可以搜索存储设备110以判定腔记录是否可用于此工具。 如果腔信息可用，则可以自动执行腔通用性分析以指向工具内的故障腔。 此外，可以分析数以百计的M变量和成品率变量以确定哪个变量高度依 赖于特定模式。应用114的用户可以确定哪个变量具有强模式签名。对于 每个签名和变量，可以根据在单个随机化步骤处具有签名的批次的数量建 立帕雷托图，由此实现快速确定出现故障的处理步骤。如上所述，可以采用计算机实现的过程以及用于实现这些过程的装置 的形式体现实施例。在示例性实施例中，本发明体现在由一个或多个网络 元素执行的计算机程序代码中。实施例包括计算机程序代码，其中包含体 现在有形介质(例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他计算机可读 存储介质)中的指令，其中，当计算^4呈序代码被载入计算机并由计算机 执行时，计算机将变成用于实现本发明的装置。实施例包括例如计算初4呈 序代码，无论是存储在存储介质中，载入计算机和/或由计算机执行，还是 通过某些传输介质传输(例如通过电线或电缆,通过光纤或通过电磁辐射)， 其中，当计算机程序代码被载入计算机并由计算机执行时，计算机将变成 用于实现本发明的装置。当在通用微处理器上实现时，计算机程序代码段 将微处理器配置为创建特定逻辑电路。虽然参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解， 在不偏离本发明的范围的情况下，可以对其做出各种更改并且等同物可以 替代其中的元素。此外，可以做出许多修改以使特定的情况或材料适合本发明的教导而不偏离其基本范围。闳此，本发明并不限于作为实现此发明 所构想的最佳方式而公开的特定实施例，而是本发明将包括所有落入所附 权利要求的范围内的实施例。此外，术语第一、第二等的使用并非表示任 何顺序或重要性，而是用来区分一个元素与另一个元素。此外，术语一、 一个等的使用并不表示数量限制，而是表示存在至少一个提及的项。
权利要求
1.一种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的方法，所述方法包括使用在多个批次中选择每个产品的随机化技术，在工艺设备处处理所述批次的产品，所述处理根据工艺配方来执行；为所述工艺配方中的每个操作生成操作标识记录，所述生成包括针对每个操作将与随机选择的产品关联的槽标识符映射到处理变量标识符、处理工具以及所述操作；使用槽标识符为所述多个批次中的每个批次的产品载体定义槽分组；通过分析每个所述槽分组的历史成品率来确定产品成品率模式；以及通过从与所述多个批次对应的所述操作标识记录分析产品成品率，来确定所述工艺配方中每个操作的一个或多个产品成品率模式的出现频率。
2. 根据权利要求l的方法，其中使用槽标识符的连续有序列表来定义 所述槽分组，其中所定义的槽分组包括以下项中的至少一项对应于所述产品载体中的第 一个物理槽的槽标识符；对应于所述产品载体中的最后一个物理槽的槽标识符；前分组和后分组，其中所述前分组表示与位于所述产品载体的上半部分的槽对应的槽标识符，而所述后分组表示与位于所述产品载体的下半部分的槽对应的槽标识符；奇数分组和偶数分组，其中所述奇数分组表示所述产品载体的奇数编号的槽标识符，而所述偶数分组表示所述产品载体的偶数编号的槽标识符; 与所述连续有序列表中的每个第三个槽标识符对应的每个第三个槽；以及与所述连续有序列表中的每个第四个槽标识符对应的每个第四个槽。
3. 根据权利要求l的方法，还包括图形地显示所述产品成品率模式，所述产品成品率模式反映了与操作、 工具、产品载体以及产品中的至少一项相关的潜在问题；其中确定模式的出现频率包括将针对每个操作的产品成品率分析的结 果与每个所述成品率模式相比较。
4. 根据权利要求l的方法，其中所述随机化技术是逻辑的。
5. 根据权利要求l的方法，其中所述随机化技术是物理的；其中进一 步地，每个随机选择的产品的处理顺序变量等于所述槽标识符。
6. 根据权利要求l的方法，其中所述随机化技术是逻辑和物理的组合； 其中当4吏用逻辑的随机化技术时，所述处理顺序变量指定了产品的处理顺 序；以及当使用物理的随机化技术时，所述产品的处理顺序变量等于所述槽标 识符。
7. 根据权利要求l的方法，其中所述处理顺序变量指定了产品的处理 顺序。
8. —种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的系统，所述系统包括主机系统；以及在所述主机系统上执行的产品随机化应用，所述产品随机化应用实现一种方法，所述方法包括使用在多个批次中选择每个产品的随机化技术，在工艺设备处处理所述批次的产品，所述处理才艮据工艺配方来执行；为所述工艺配方中的每个操作生成^Mt标识记录，所述生成包括针对每个操作将与随机选择的产品关联的槽标识符映射到处理变量标识符、处理工具以及所述操作；使用槽标识符为所述多个批次中的每个批次的产品载体定义槽分组； 通过分析每个所述槽分组的历史成品率来确定产品成品率模式；以及 通it^与所述多个批次对应的所述^作标识记录分析产品成品率，来确定所述工艺配方中每个^^作的一个或多个产品成品率模式的出现频率。
9. 根据权利要求8的系统，其中使用槽标识符的连续有序列表来定义所述槽分组，其中所定义的槽分组包括以下项中的至少一项 对应于所述产品栽体中的第 一个物理槽的槽标识符； 对应于所述产品载体中的最后一个物理槽的槽标识符； 前分组和后分组，其中所述前分组表示与位于所述产品载体的上半部分的槽对应的槽标识符，而所述后分组表示与位于所述产品载体的下半部分的槽对应的槽标识符；奇数分组和偶数分组，其中所述奇数分组表示所述产品载体的奇数编号的槽标识符，而所述偶数分组表示所述产品载体的偶数编号的槽标识符； 与所述连续有序列表中的每个第三个槽标识符对应的每个第三个槽；以及与所述连续有序列表中的每个第四个槽标识符对应的每个第四个槽。
10. 根据权利要求8的系统，其中所述产品随机化应用还执行以下操作图形地显示所述产品成品率模式，所述产品成品率模式反映了与操作、 工具、产品载体以及产品中的至少一项相关的潜在问题；其中确定模式的出现频率包括将针对每个操作的产品成品率分析的结 果与每个所述成品率模式相比较。
11. 根据权利要求8的系统，其中所述随机化技术是逻辑的。
12. 根据权利要求8的系统，其中所述随机化技术是物理的；其中进 一步地，每个随机选择的产品的处理顺序变量等于所述槽标识符。
13. 根据权利要求8的系统，其中所述随机化技术是逻辑和物理的组 合；其中当使用逻辑的随机化技术时，所述处理顺序变量指定了产品的处理顺 序；以及当使用物理的随机化技术时，所述产品的处理顺序变量等于所述槽标 识符。
全文摘要
本发明涉及一种用于在制造环境中实现产品随机化和分析的方法和系统。所述方法包括使用在多个批次中选择每个产品的随机化技术，在工艺设备处处理所述批次的产品。所述方法还包括为工艺配方中的每个操作生成操作标识记录，所述生成包括针对每个操作将与随机选择的产品关联的槽标识符映射到处理变量标识符、处理工具以及所述操作。所述方法还包括使用槽标识符为产品载体定义槽分组以及通过分析每个所述槽分组的历史成品率来确定产品成品率模式。所述方法还包括通过从与所述多个批次对应的所述操作标识记录分析产品成品率，来确定所述工艺配方中每个操作的一个或多个产品成品率模式的出现频率。
文档编号G05B19/418GK101236428SQ20081000922
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年1月30日
发明者B·J·劳林斯, C·W·隆, J·赖斯, S·M·西安弗拉尼, 宋云升 申请人:国际商业机器公司